人教版物理选修3-2-第四章《电磁感应》基础练习题汇编
人教版选修3-2第四章4电磁感应测试题及参考答案
第四章 电磁感应班级 姓名 学号 分数1．在电磁感应现象中，下列说法正确的是 A ．感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反 B ．闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流 C ．闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动，一定产生感应电流 D ．感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化2．如图，在同一铁心上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在1位置，现在它从1打向2，试判断此过程中，通过R 的电流方向是 A ．先由P 到Q ，再由Q 到P B ．先由Q 到P ，再由P 到Q C ．始终是由Q 到P D ．始终是由P 到Q3．平行闭合线圈的匝数为n ，所围面积为S ，总电阻为R ，在t∆时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为∆Φ，则通过导线某一截面的电荷量为A ．R ∆Φ B ．R nS∆ΦC ．tR n ∆∆ΦD ．R n ∆Φ 4．如右图，在磁感应强度为B 的匀强磁场中有固定的金属框架ABC ，已知∠B ＝θ，导体棒DE 在框架上从B 点开始在外力作用下，沿垂直DE 方向以速度v 匀速向右平移，使导体棒和框架构成等腰三角形回路。
设框架和导体棒材料相同，其单位长度的电阻均为R ，框架和导体棒均足够长，不计摩擦及接触电阻。
关于回路中的电流I 和电功率P 随时间t 变化的下列四个图像中可能正确的是图乙中的A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④5．如图所示，一有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B ，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L ，在磁场区域的左侧相距为L 处，有一边长为L 的正方形导体线框，总电阻为R ，且线框平面与磁场方向垂直。
现使线框以速度v 匀速穿过磁场区域。
若以初始位置为计时起点，规定电流逆时针方向时的电流和电动势方向为正，B 垂直纸面向里时为正，则以下四个图象中对此过程描述不正确的是6．如图所示，上下不等宽的平行金属导轨的EF 和GH 两部分导轨间的距离为2L ，I J 和MN 两部分导轨间的距离为L ，导轨竖直放置，整个装置处于水平向里的匀强磁场中，金属杆ab 和cd 的质量均为m ，都可在导轨上无摩擦地滑动，且与导轨接触良好，现对金属杆ab 施加一个竖直向上的作用力F ，使其匀速向上运动，此时cd 处于静止状态，则F 的大小为A ．2mgB ．3mgC ．4mgD ．mg7．在彩色电视机的电源输入端装有电源滤波器，其电路图如图，主要元件是两个电感线圈L 1、L 2，它们的自感系数很大，F 是保险丝，R 是压敏电阻（正常情况下阻值很大，但电压超过设定值时，阻值会迅速变小，可以保护与其并联的元件），C 1、C 2是电容器，S 为电视机开关。
人教版高中物理选修32第四章《电磁感应》单元检测题(解析版)
人教版高中物理选修32第四章《电磁感应》单元检测题（解析版）一、单项选择题1.如下图，平行润滑导轨MM′、NN′水平放置，固定在竖直向下的匀强磁场中．导体滑线AB、CD横放其上运动，构成一个闭合电路，当AB向右滑动的瞬间，电路中感应电流的方向及滑线CD遭到的磁场力方向区分为( )A．电流方向沿ABCD；受力方向向右B．电流方向沿ABCD；受力方向向左C．电流方向沿ADCB；受力方向向右D．电流方向沿ADCB；受力方向向左2.如下图，金属棒ab置于水平放置的润滑框架cdef上，棒与框架接触良好，匀强磁场垂直于ab棒斜向下．从某时辰末尾磁感应强度平均减小，同时施加一个水平方向上的外力F使金属棒ab坚持运动，那么F( )A．方向向右，且为恒力B．方向向右，且为变力C．方向向左，且为变力D．方向向左，且为恒力3.磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈．当以速度v0刷卡时，在线圈中发生感应电动势，其E－t关系如下图．假设只将刷卡速度改为，线圈中的E－t关系图能够是( )A． B．C． D．4.如下图，是用导线做成的圆形回路与不时导线构成的几种位置组合，以下组合中，切断直导线中的电流时，穿过闭合回路中磁通质变化的是(图①②③中直导线都与圆形线圈在同一平面内，O点为线圈的圆心，图④中直导线与圆形线圈平面垂直，并与其中心轴重合)( )A．①② B．②③ C．③④ D．②④5.某研讨性学习小组在探求电磁感应现象和楞次定律时，设计并停止了如下实验：如图，矩形金属线圈放置在水平薄玻璃板上，有两块相反的蹄形磁铁，相对固定，四个磁极之间的距离相等．当两块磁铁匀速向右经过线圈位置时，线圈运动不动，那么线圈所受摩擦力的方向是( )A．先向左，后向右B．先向左，后向右，再向左C．不时向右D．不时向左6.面积为2.0×10－2m2的单匝矩形线圈放在磁感应强度为 4.0×10－2T的匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量是( )A． 8.0×10－4Wb B． 4.0×10－2WbC． 10－4Wb D． 10－3Wb7.资料、粗细相反，长度不同的电阻丝做成ab、cd、ef三种外形的导线，区分放在电阻可疏忽的润滑金属导轨上，并与导轨垂直，如下图，匀强磁场方向垂直导轨平面向内．外力使导线水平向右做匀速运动，且每次运动的速率相反，三根导线在导轨间的长度关系是Lab ＜Lcd＜Lef，那么( )A．Lef最大，所以ef发生的感应电动势最大B．Lef最大，所以ef中的感应电流最小C．因三根导线切割磁感线的有效长度相反，故它们发生的感应电流相反D．疏忽导体内能变化，三根导线每秒发生的热量相反8.如下图的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，初始位置线框与磁感线平行，那么在以下四种状况下，线框中会发生感应电流的是( )A．线框平面一直与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B．线框平面一直与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C．线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D．线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动9.如下图，质量为m、高为h的矩形导线框在竖直面内自在下落，其上下两边一直坚持水平，途中恰恰匀速穿过一有理想边界、高亦为h的匀强磁场区域，线框在此进程中发生的内能为( )A．mgh B． 2mgh C．大于mgh而小于2mgh D．大于2mgh 10.如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的变化电流，t＝0时电流的方向为顺时针(如图中箭头所示)，在t1～t2时间内，关于线圈B，以下说法中正确的选项是( )A．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋向B．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋向C．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋向D．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋向11.如下图，在水平木制桌面上平放一个铜制的圆环，在它上方近处有一个N极朝下的条形磁铁，铜环一直运动．关于铜环对桌面的压力F和铜环重力G的大小关系，以下说法中正确的选项是( )A．当条形磁铁接近铜环时，F<GB．当条形磁铁远离铜环时，F<GC．无论条形磁铁接近还是远离铜环，F＝GD．无论条形磁铁接近还是远离铜环，F>G12.如下图，MN、PQ为两条平行放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒AB斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨接触点之间的距离为l，金属棒与导轨间夹角为60°，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，那么流过金属棒中的电流为( )A．I＝ B．I＝ C．I＝ D．I＝二、多项选择题13.单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的关系图象如下图，那么( )A．在t＝0时辰，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大B．在t＝1×10－2s时辰，感应电动势最大C．在t＝2×10－2s时辰，感应电动势为零D．在0～2×10－2s时间内，线圈中感应电动势的平均值为零14. 在润滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，如图．PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大．一个边长为a、质量为m、电阻为R 的金属正方形线框，以速度v垂直磁场方向从如图实线(Ⅰ)位置末尾向右运动，当线框运动到区分有一半面积在两个磁场中的如图(Ⅱ)位置时，线框的速度为，那么以下说法正确的选项是( )A．图(Ⅱ)时线框中的电功率为B．此进程中回路发生的电能为mv2C．图(Ⅱ)时线框的减速度为D．此进程中经过线框横截面的电荷量为15. 如下图，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来．假定要延长上述加热时间，以下措施可行的有( )A．添加线圈的匝数B．提高交流电源的频率C．将金属杯换为瓷杯D．取走线圈中的铁芯16. 两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为平均带电绝缘环，B为导体环．当A以如下图的方向绕中心轴转动的角速度发作变化时，B中发生如下图方向的感应电流，那么( )A．A能够带正电且转速减小B．A能够带正电且转速增大C．A能够带负电且转速减小D．A能够带负电且转速增大17. 如下图，〝U〞形金属框架固定在水平面上，金属杆ab与框架间无摩擦，整个装置处于竖直方向的磁场中．假定因磁场的变化，使杆ab向右运动，那么磁感应强度A．方向向下并减小B．方向向下并增大C．方向向上并增大D．方向向上并减小三、实验题18.如下图为〝研讨电磁感应现象〞的实验装置．(1)将图中所缺的导线补接完整；(2)假设在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后能够出现的状况有：A．将原线圈迅速拔出副线圈时，灵敏电流计指针将________．B．原线圈拔出副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针________．19.在研讨电磁感应现象的实验中所用的器材如下图．它们是：①电流计②直流电源③ 带铁芯(图中未画出)的线圈A④线圈B⑤开关⑥滑动变阻器(1)按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)．(2)怎样才干使线圈B中有感应电流发生？试举出两种方法：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________.四、计算题20.如下图，边长为L、匝数为n的正方形金属线框，它的质量为m、电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘．金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间的变化规律为B＝kt.求：(1)线框中的电流强度为多大？(2)t时辰线框受的安培力多大？21.如下图，有一倾角α＝37°的粗糙斜面，斜面所在空间存在一有界矩形匀强磁场区域GIJH，其宽度GI＝HJ＝L＝0.5 m．有一质量m＝0.5 kg的〝日〞字形匀质导线框abcdef，从斜面上运动释放，释放时ef平行于GH且距GH为4L，导线框各段长ab＝cd＝ef＝ac＝bd＝ce＝df＝L＝0.5 m，线框与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25，ab、cd、ef三段的阻值相等、均为R＝0.5 Ω，其他电阻不计．ef边刚进入磁场时线框恰恰做匀速运动，不计导线粗细，重力减速度g＝10 m/s2，求：(1)ef边刚进入磁场时的速度v的大小．(2)匀强磁场的磁感应强度B.(3)线框从末尾运动到ab边穿出磁场进程中ab边发的焦耳热为多少？答案解析1.【答案】C【解析】由右手定那么知AB中感应电流方向由B→A，CD中电流方向由D→C，由左手定那么可判定CD遭到向右的安培力．2.【答案】C【解析】由E＝n S可知，因磁感应强度平均减小，感应电动势E恒定，由F安＝BIL，I＝可知，ab棒受的安培力随B的减小，平均变小，由外力F＝F可知，外力F也平安均增加，为变力，由左手定那么可判别F安水平向右，所以外力F水平向左．C正确．3.【答案】D【解析】由公式E＝Blv可知，当刷卡速度减半时，线圈中的感应电动势最大值减半，且刷卡所用时间加倍，故正确选项为D.4.【答案】B【解析】通电直导线周围空间的磁场是非匀强磁场，磁感线是在垂直于导线的平面内以导线为中心的同心圆，离导线越远，磁感应强度越弱，所以①中磁通量、④中磁通量不时为零，②中既有向里的磁通量，也有向外的磁通量，但直导线中有电流时，总磁通量不为零，切断直导线中电流时，磁通质变为零．③中线圈有向外的磁通量，切断直导线中电流时，磁通质变为零．故B正确．5.【答案】D【解析】依据楞次定律的推行意义，线圈中发生的感应电流的磁场会阻碍原来磁通质变化，线圈相对磁铁〝来拒去留〞，即当磁铁接近时它们相互排挤，线圈遭到向右的斥力，当磁铁远离时，线圈遭到向右的引力，线圈运动不动，故线圈受玻璃板对它的静摩擦力方向一直向左．6.【答案】A【解析】当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量有Φ＝BS＝2.0×10－2×4.0×10－2Wb＝8.0×10－4Wb，应选A.7.【答案】B【解析】三根导体的切割磁感线等效长度相反，ef的电阻最大，所以电流做小，B对．8.【答案】C【解析】四种状况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，按A、B、D三种状况线框运动后，线框仍与磁感线平行，磁通量坚持为零不变，线框中不发生感应电流．C中线框转动后，穿过线框的磁通量不时发作变化，所以发生感应电流，C项正确．9.【答案】B【解析】因线框匀速穿过磁场，在穿过磁场的进程中合外力做功为零，克制安培力做功为2mgh，发生的内能亦为2mgh.应选B.10.【答案】A【解析】t1～t2时间内，线圈A中的电流方向为逆时针，依据安培定那么可知在线圈A 外部发生的磁场方向向外，线圈外部发生的磁场方向向里，线圈B的总磁通量是穿出的．由于线圈A中的电流添加，故穿过线圈B的磁通量添加，依据楞次定律，在线圈B中将发生顺时针方向的感应电流，并且线圈B有扩张的趋向，故A对，B、C、D错．11.【答案】B【解析】由楞次定律可知，条形磁铁接近时，相互排挤，远离时相互吸引，B对．12.【答案】B【解析】l垂直于v的长度l sinθ为有效切割长度，所以E＝Blv sin 60°＝Blv，由欧姆定律I＝得I＝.应选B.13.【答案】BC【解析】由法拉第电磁感应定律知E∝，故t＝0及t＝2×10－2s时辰，E＝0，A错，C对．t＝1×10－2s，E最大，B对.0～2×10－2s，ΔΦ≠0，E≠0，D错．14.【答案】AB【解析】回路中发生感应电动势为E＝2Ba感应电流为I＝＝，此时线框中的电功率P＝I2R＝，故A正确．依据能量守恒定律失掉，此进程回路发生的电能为Q ＝mv2－m()2＝mv2，故B正确．左右两边所受安培力大小为F＝BIa＝，那么减速度为a＝＝，故C错误．此进程经过线框横截面的电荷量为q＝＝，故D错误．应选A、B.15.【答案】AB【解析】当线圈中通以交变电流时，在金属杯中将发生感应电流，依据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E＝n，因此添加线圈的匝数可以提高感应电动势，感应电流的功率增大，使杯内的水沸腾所需的时间延长，提高交流电源的频率，磁通质变化率变大，感应电动势变大，感应电流的功率增大，应选项A、B正确；取走线圈中的铁芯那么使得线圈周围的磁场变弱，磁通量减小，磁通质变化率亦减小，感应电动势变小，从而使杯内的水沸腾所需的时间反而变长，应选项D错误；将金属杯换为瓷杯后，由于陶瓷不是导体，因此瓷杯中不能发生感应电流，无法给水加热，应选项C错误．16.【答案】BC【解析】选取A环研讨，假定A环带正电，且转速增大，那么使穿过环面的磁通量向里添加，由楞次定律知，B环中感应电流的磁场方向向外，故B正确，A错误；假定A 环带负电，且转速增大，那么使穿过环面的磁通量向外添加，由楞次定律知，B环中感应电流的磁场方向向里，B环中感应电流的方向应为顺时针方向，故D错误，C正确．应选B、C.17.【答案】AD【解析】因磁场变化，发作电磁感应现象，杆ab中有感应电流发生，而使杆ab遭到磁场力的作用，并发作向右运动．ab向右运动，使得闭合回路中磁通量有添加的趋向，说明原磁场的磁通量肯定削弱，即磁感应强度正在减小，与方向向上、向下有关．故A、D正确，B、C错误．18.【答案】(1)(2)向右偏转一下向左偏转一下【解析】(1)见以下图(2)依照楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定，那么A.向右偏转一下；B.向左偏转一下．19.【答案】(1)实物电路图如下图：(2)①断开或闭合开关②闭合开关后移动滑动变阻器的滑片．【解析】(1)实物电路图如下图：(2)断开或闭合开关的进程中或闭合开关后移动滑片的进程中，穿过线圈B的磁通量发作，线圈B中有感应电流发生．20.【答案】(1)(2)t【解析】(1)线框中的电动势E＝n＝nS＝nL2k，电流为I＝.(2)安培力为F＝BIL＝kt L＝t.21.【答案】(1)4 m/s (2)1 T (3)1 J【解析】(1)由动能定理可知：mg4L sinα－μmg cosα4L＝mv2－0得v＝4 m/s.(2)当线框匀速运动时，对电路：E＝BLvR＝R＋R总I＝对线框：mg sinα＝μmg cosα＋BIL解得B＝1 T.(3)线框每条边切割磁感线等效电路都一样．所以ef和cd作为电源时＝EUad时间为t＝Q＝t1当ab做为电源时，Uab＝E时间为t＝，Q2＝t整个进程总热量，Q＝Q1＋Q2＝1 J.。
人教版高中物理选修3-2第四章 电磁感应单元练习题(含详细答案)
第四章电磁感应一、单选题1.如图所示,一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与圆环在同一竖直面内,当通电直导线中电流增大时,弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将()A．S增大,l变长B．S减小,l变短C．S增大,l变短D．S减小,l变长2.关于涡流,下列说法中不正确的是()A．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B．家用电磁灶锅体中的涡流是由恒定磁场产生的C．阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动D．铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流3.如图中画出的是穿过一个闭合线圈的磁通量随时间的变化规律,以下哪些认识是正确的()A．第0.6 s末线圈中的感应电动势是4 VB．第0.9 s末线圈中的瞬时电动势比0.2 s末的小C．第1 s末线圈的瞬时电动势为零D．第0.2 s末和0.4 s末的瞬时电动势的方向相同4.如图所示,一个由导体做成的矩形线圈,以恒定速率v运动,从无场区进入匀强磁场区,磁场宽度大于矩形线圈的宽度da,然后出来,若取逆时针方向的电流为正方向,那么下列图中的哪一个图能正确地表示回路中的电流与时间的函数关系()A．B．C．D．5.如图所示,一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动,当磁感应强度均匀增大时,此粒子的动能将()A．不变B．增大C．减少D．以上情况都有可能6.如图所示,一沿水平方向的匀强磁场分布在宽度为2L的某矩形区域内(长度足够大),该区域的上、下边界MN、PS是水平的．有一边长为L的正方形导线框abcd从距离磁场上边界MN的某高处由静止释放下落并穿过该磁场区域,已知当线框的ab边到达MN时线框刚好做匀速直线运动(以此时开始计时),以MN处为坐标原点,取如图坐标轴x,并规定逆时针方向为感应电流的正方向,则关于线框中的感应电流与ab边的位置坐标x间的以下图线中,可能正确的是()A．B．C．D．7.如下图所示,一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内,其下方(略靠前)固定一根与导线框平面平行的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流．释放导线框,它由实线位置下落到虚线位置未发生转动,在此过程中()A．导线框中感应电流的方向依次为ACBA→ABCA→ACBAB．导线框的磁通量为零时,感应电流也为零C．导线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上D．导线框所受安培力的合力为零,做自由落体运动8.一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直．先保持线框的面积不变,将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍．接着保持增大后的磁感应强度不变,在1 s时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半．先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为()A．B． 1C． 2D． 49.法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小()A．跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比B．跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比C．跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比D．跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比10.某线圈中产生了恒定不变的感应电流,关于穿过该线圈的磁通量Φ随时间t变化的规律,可能是下面四幅图中的()A．B．C．D．二、多选题11.(多选)如图,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0＜θ＜90°),其中MN与PQ平行且间距为l,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计,其上端所接定值电阻为R.给金属棒ab一沿斜面向上的初速度v0,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab棒接入电路的电阻为r,当ab棒沿导轨上滑距离x时,速度减小为零．则下列说法不正确的是()A．在该过程中,导体棒所受合外力做功为mvB．在该过程中,通过电阻R的电荷量为C．在该过程中,电阻R产生的焦耳热为D．在导体棒获得初速度时,整个电路消耗的电功率为v012.(多选)在如图所示的各图中,闭合线框中能产生感应电流的是()A．B．C．D．13.如图所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的金属棒ab的运动情况(两线圈共面放置)是()A．向右匀速运动B．向左加速运动C．向右减速运动D．向右加速运动三、实验题14.如图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材．(1)在图中用实线代替导线把它们连成实验电路．(2)由哪些操作可以使灵敏电流计的指针发生偏转()A．闭合开关B．断开开关C．保持开关一直闭合D．将线圈A从B中拔出(3)假设在开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏转,则当螺线管A向上拔出的过程中,灵敏电流计的指针向______(填“左”或“右”)偏转．15.英国物理学家法拉第在1831年发现了“磁生电”现象．现在某一课外活动小组的同学想模仿一下法拉第实验,于是他们从实验室里找来了两个线圈A、B,两节干电池、电键、电流计、滑动变阻器等器材,如图所示．请同学们帮助该活动小组,用笔画线代替导线,将图中的器材连接成实验电路．四、计算题16.如图所示,长为L＝0.2 m、电阻为r＝0.3 Ω、质量为m＝0.1 kg的金属棒CD垂直放在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,两导轨间距也为L,棒与导轨接触良好,导轨电阻不计,导轨左端接有R ＝0.5 Ω的电阻,量程为0～3.0 A的电流表串联在一条导轨上,量程为0～1.0 V的电压表接在电阻R 的两端,垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面．现以向右恒定的外力F使金属棒右移,当金属棒以v＝2 m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时,观察到电路中的一个电表正好满偏,而另一电表未满偏．问：(1)此时满偏的电表是什么表？说明理由．(2)拉动金属棒的外力F多大？(3)导轨处的磁感应强度多大？17.如图所示,ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L＝1 m,导轨左端连接一个R ＝3 Ω的电阻,一根电阻为1 Ω的金属棒cd垂直地放置在导轨上,与导轨接触良好,导轨的电阻不计,整个装置放在磁感应强度为B＝2 T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上．现对金属棒施加4 N的水平向右的拉力F,使棒从静止开始向右运动,试解答以下问题：(1)金属棒达到的最大速度v是多少？(2)金属棒达到最大速度后,R上的发热功率为多大？18.如图所示,两根足够长的光滑金属导轨ab、cd竖直放置,导轨间距离为L,电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放．金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好．已知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g.求：(1)磁感应强度的大小;(2)灯泡正常发光时金属棒的运动速率．五、填空题19.如图所示,线圈ABCO面积为0.4 m2,匀强磁场的磁感应强度B＝0.1 T,方向为x轴正方向,通过线圈的磁通量为________Wb.在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°的过程中,通过线圈的磁通量改变了________Wb.(可以用根式表示)20.图甲为“探究电磁感应现象”实验中所用器材的示意图．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、B、电流计及开关连接成如图所示的电路．(1)开关闭合后,下列说法中正确的是________．A．只要将线圈A放在线圈B中就会引起电流计指针偏转B．线圈A插入或拔出线圈B的速度越大,电流计指针偏转的角度越大C．滑动变阻器的滑片P滑动越快,电流计指针偏转的角度越大D．滑动变阻器的滑片P匀速滑动时,电流计指针不会发生偏转(2)在实验中,如果线圈A置于线圈B中不动,因某种原因,电流计指针发生了偏转．这时,线圈B相当于产生感应电流的“电源”．这个“电源”内的非静电力是________．如果是因为线圈A插入或拔出线圈B,导致电流计指针发生了偏转．这时,是________转化为电能．(3)上述实验中,线圈A可等效为一个条形磁铁,将线圈B和灵敏电流计简化如图乙所示．当电流从正接线柱流入灵敏电流计时,指针向正接线柱一侧偏转．则乙图中灵敏电流计指针向其________接线柱方向偏转(填“正”或“负”)．21.如下图所示,半径为r的金属圆环绕通过直径的轴OO′以角速度ω匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B,以金属环的环面与磁场方向重合时开始计时,求在转动30°角的过程中,环中产生的平均感应电动势为________．22.如图所示,金属环直径为d、总电阻为2R,匀强磁场磁感应强度为B,垂直穿过环所在平面．电阻为的导体杆AB沿环表面以速度v向右滑至环中央时,杆两端的电压为________．23.如下图甲所示,环形线圈的匝数n＝1000,它的两个端点a和b间接有一理想电压表,线圈内磁感应强度B的变化规律如图乙所示,线圈面积S＝100 cm2,则Uab＝________,电压表示数为________V.答案解析1.【答案】D【解析】当通电直导线中电流增大时,穿过金属圆环的磁通量增大,金属圆环中产生感应电流,根据楞次定律,感应电流要阻碍磁通量的增大：一是用缩小面积的方式进行阻碍;二是用远离直导线的方法进行阻碍,故D正确．2.【答案】B【解析】高频感应炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的,炉内放入被冶炼的金属,线圈内通入高频交变电流,这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化．故A正确;电磁炉利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场,当含铁质锅具放置炉面时,铁磁性锅体被磁化,锅具即切割交变磁感线而在锅具底部产生交变的涡流,恒定磁场不会产生涡流,故B错误;阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动,当金属板从磁场中穿过时,金属板板内感应出的涡流会对金属板的运动产生阻碍作用．故C正确;在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象,要损耗能量,不用整块的硅钢铁芯,其目的是为了减小涡流,故D正确．本题选择错误的,故选B.3.【答案】A【解析】由法拉第电磁感应定律知：感应电动势E＝可知：0．3～0.8 s：E＝＝＝－4 V,负号表示方向与正方向相反,A正确;图象的斜率表示电动势的大小,由图象知第0.9 s末线圈中的瞬时电动势比0.2 s末的大,B错误;第1 s末线圈的磁感强度为零,但磁通量的变化率不为零,电动势不为零,C错误;第0.2 s末和0.4 s末的图象斜率一正一负,瞬时电动势的方向相反,D错误．4.【答案】C【解析】根据楞次定律,线圈进入磁场的过程,穿过线圈的磁通量向里的增加,产生逆时针方向的感应电流,因为速度恒定,所以电流恒定,故A、D错误;离开磁场时,穿过线圈的向里的磁通量减少,所以产生顺时针方向的电流,B错误,C正确．5.【答案】B【解析】当垂直纸面向里的磁场增强时,产生逆时针的涡旋电场,带正电的粒子将受到这个电场对它的电场力作用,而使动能增加,故B正确．6.【答案】D【解析】在第一个L内,线框匀速运动,电动势恒定,电流恒定;在第二个L内,线框只在重力作用下加速,速度增大;在第三个L内,安培力大于重力,线框减速运动,电动势减小,电流减小．这个过程加速度逐渐减小,速度是非线性变化的,电动势和电流都是非线性减小的,选项A、B均错误．安培力再减小,也不至于减小到小于第一段时的值,因为当安培力等于重力时,线框做匀速运动,选项C错误,D正确．7.【答案】A【解析】根据右手螺旋定则可知导线上方的磁场方向垂直于纸面向外,下方的磁场方向垂直于纸面向里,而且越靠近导线磁场越强．所以闭合导线框ABC在下降过程中,导线框内垂直于纸面向外的磁通量先增大,当增大到BC边与导线重合时,达到最大,再向下运动,导线框内垂直于纸面向外的磁通量逐渐减小至零,然后随导线框的下降,导线框内垂直于纸面向里的磁通量增大,当增大到A点与导线重合时,达到最大,继续下降时由于导线框逐渐远离导线,使导线框内垂直于纸面向里的磁通量再逐渐减小,所以根据楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍内部磁通量的变化,所以感应电流的磁场先向内,再向外,最后向内,所以导线框中感应电流的方向依次为ACBA→ABCA→ACBA,A正确;当导线框内的磁通量为零时,内部的磁通量仍然在变化,有感应电动势产生,所以感应电流不为零,B错误;根据对楞次定律的理解,感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动,由于导线框一直向下运动,所以导线框所受安培力的合力方向一直向上,不为零．C、D错误．8.【答案】B【解析】设原磁感应强度是B,线框面积是S.第1 s内ΔΦ1＝2BS－BS＝BS,第2 s内ΔΦ2＝2B·－2B·S＝－BS.因为E＝n,所以两次电动势大小相等,B正确．9.【答案】C【解析】由法拉第电磁感应定律可知,闭合电路中产生的感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,与磁通量及磁通量的变化量无关．故A、B、D错误,C正确．10.【答案】B【解析】要想该线圈中产生恒定不变的感应电流,则要求该线圈中产生的感应电动势是恒定不变的,要想线圈中产生恒定不变的感应电动势,由法拉第电磁感应定律可知,穿过线圈的磁通量的变化率应是恒定的,即在Φ－t图象中,其图线是一条倾斜的直线．11.【答案】ABC【解析】在该过程中,导体棒和金属导轨组成的系统所受合外力做功为mv,A错误;由q＝IΔt,I＝,E＝＝,通过电阻R的电荷量为q＝,B错误;由于不知摩擦力是否存在,所以C错误;在导体棒获得初速度时,电路中电动势为E＝Blv0,I＝,P＝I2(r＋R)＝v0,D正确．12.【答案】AB【解析】感应电流产生的条件是：只要穿过闭合线框的磁通量变化,闭合线框中就有感应电流产生．A图中,线框转动过程中,通过线框的磁通量发生变化,线框中有感应电流产生;B图中离直导线越远磁场越弱,所以当线框远离导线时,线框中磁通量不断变小,所以B图中有感应电流产生;C图中一定要把条形磁铁周围的磁感线空间分布图弄清楚,在图示位置,线框中的磁通量为零,在向下移动过程中,线框的磁通量一直为零,磁通量不变,线框中无感应电流产生;D图中,线框中的磁通量一直不变,无感应电流产生．故选A、B.13.【答案】BC【解析】14.【答案】(1)见解析(2)ABD(3)右【解析】(1)将灵敏电流计与大线圈B组成闭合回路,电源、开关、小线圈A组成闭合回路,电路图如图所示．(2)将开关闭合或断开,导致穿过线圈的磁通量变化,产生感应电流,灵敏电流计指针偏转,故A、B正确;保持开关一直闭合,则穿过线圈B的磁通量不变,没有感应电流产生,灵敏电流计指针偏转,故C错误;将螺线管A插入(或拔出)螺线管B时穿过线圈B的磁通量发生变化,线圈B中产生感应电流,灵敏电流计指针偏转,故D正确．(3)在开关闭合的瞬间,穿过线圈B的磁通量增大,灵敏电流计的指针向左偏转,则当螺线管A向上拔出的过程中,穿过线圈B的磁通量减小,灵敏电流计的指针向右偏转．15.【答案】【解析】线圈A与带电池的电路相连,线圈B与电流计相连,当滑动滑动变阻器时,线圈A中的电流变化,从而引起B中产生感应电流,也可以保持滑动器划片不动,线圈A插入或者拔出时,都可以引起B中产生感应电流．16.【答案】(1)见解析(2)1.6 N(3)4 T【解析】(1)假设电流表满偏,则I＝3.0 A,R两端电压U＝IR＝3.0×0.5 V＝1.5 V,将大于电压表的量程,不符合题意,故满偏电表应该是电压表．(2)由能量关系知,电路中的电能是外力做功转化来的,所以有Fv＝I2(R＋r),I＝,两式联立得F＝＝1.6 N.(3)磁场是恒定的,且不发生变化,由于CD运动而产生感应电动势,因此是动生电动势．根据法拉第电磁感应定律有E＝BLv,根据闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir以及I＝,联立三式得B＝＋＝4 T.17.【答案】(1)4 m/s(2)12 W【解析】(1)当金属棒速度最大时,拉力与安培力相等.＝F,v m＝＝4 m/s(2)回路中电流为I＝＝2 A,电阻上的发热功率为P＝I2R＝12 W.18.【答案】(1)(2)【解析】(1)设小灯泡的额定电流为I0,有P＝I R,①由题意,在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后,小灯泡保持正常发光,流经MN的电流为I＝2I0,②此时金属棒MN所受的重力和安培力相等,下落的速度达到最大值,有mg＝BLI,③联立①②③式得B＝(2)设灯泡正常发光时,金属棒的速率为v,由电磁感应定律与闭合电路欧姆定律得E＝BLv,⑤E＝RI0,⑥联立①②④⑤⑥式得v＝.⑦19.【答案】00.02或3.46×10－2【解析】线圈ABCO与x轴正方向的匀强磁场平行,没有一条磁感线穿过平面,所以磁通量等于0.在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°时,线圈在中性面上面的投影面积为0.4×sin 60°,磁通量Φ＝0.1×0.4×sin 60°＝0.02Wb,磁通量变化量ΔΦ＝0.1×0.4×sin 60°－0＝0.02Wb.20.【答案】(1)BC(2)感应电场的电场力机械能(3)负【解析】(1)将线圈A放在线圈B中,由于磁通量不变化,故不会产生感应电流,也不会引起电流计指针偏转,选项A错误;线圈A插入或拔出线圈B的速度越大,则磁通量的变化率越大,产生的感应电流越大,电流计指针偏转的角度越大,选项B正确;滑动变阻器的滑片P滑动越快,电流的变化率越大,磁通量的变化率越大,则感应电流越大,电流计指针偏转的角度越大,选项C正确;滑动变阻器的滑片P 匀速滑动时,电流发生变化,磁通量变化,也会产生感应电流,故电流计指针也会发生偏转,选项D错误．故选BC.(2)这个“电源”内的非静电力是感应电场的电场力．如果是因为线圈A插入或拔出线圈B,导致电流计指针发生了偏转．这时是机械能转化为电能．(3)根据楞次定律可知,通过电流计的电流从负极流入,故灵敏电流计指针向其负接线柱方向偏转．21.【答案】3Bωr2【解析】ΔΦ＝Φ2－Φ1＝BS sin 30°－0＝Bπr2.又Δt＝＝＝所以＝＝＝3Bωr2.22.【答案】【解析】杆切割产生的感应电动势：E＝Bdv.两个电阻为R的半金属圆环并联,并联电阻R并＝R,电路电流(总电流)：I＝＝,杆两端的电压：U＝IR并＝Bdv.23.【答案】50 V50【解析】由B－t图象可知＝5 T/s由E＝n S得：E＝1 000×5×100×10－4V＝50 V.。
人教版选修3-2 第四章电磁感应 经典习题(解析版)
电磁感应 经典习题解析一、选择题1.粗细均匀的电阻丝围成如图所示的线框，置于正方形有界匀强磁场中，磁感强度为B ，方向垂直于线框平面，图中 ab ＝bc ＝2cd ＝2de ＝2ef ＝2fa ＝2L.现使线框以同样大小的速度 v 匀速沿四个不同方向平动进入磁场，并且速度方向始终与线框先进入磁场的那条边垂直，则在通过如图所示位置时，下列说法中正确的是()A ．ab 两点间的电势差图①中最大B ．ab 两点间的电势差图②中最大C ． 回路电流图③中最大D ． 回路电流图④中最小2.用相同导线绕制的边长为 L 或 2L 的四个闭合导线框，以相同的速度匀速进入右侧匀 强磁场，如图所示．在每个线框进入磁场的过程中， M 、N 两点间的电压分别为Ua 、Ub、Uc 和 Ud .下列判断正确的是()A ．Ua <Ub <Uc <UdB ．Ua <Ub <Ud <UcC ．Ua ＝Ub <Uc ＝UdD ．Ub <Ua <Ud <Uc【答案】Blv【解析】Ua ＝ BLv ，Ub ＝ BLv ，Uc ＝ · B ·2Lv ＝ BLv ，Ud ＝ B ·2L · v ＝ BLv ，故选 B.3.如图所示，两个相同导线制成的开口圆环，大环半径为小环半径的 2 倍，现用电阻不计的导线将两环连接在一起，若将大环放入一均匀变化的磁场中，小环处在磁场外，a 、b 两点间电压为 U 1，若将小环放入这个磁场中，大环在磁场外， a 、b 两点间 电压为 U 2，则()A ． ＝1B ． ＝2C ． ＝4D ． ＝【答案】B【解析】设小环的电阻为 R ，则大环的电阻为 2R ，小环的面积为 S ，则大环的面积为4S ，且 ＝k ，当大环放入一均匀变化的磁场中时，大环相当于电源，小环相当于外电路，所以 E 1 ＝ 4kS ， U 1 ＝R ＝ kS ；当小环放入磁场中时，同理可得 U 2 ＝2R ＝ kS ，故 ＝2.选项 B 正确．4.如图所示，一个半径为 l 的半圆形硬导体 AB 以速度 v 在水平 U 型框架上向右匀速滑动，匀强磁场的磁感应强度为 B ，干路电阻为 R 0，半圆形硬导体 A 、B 的电阻为 r ，其余电阻不计，则半圆形导体 AB 切割磁感线产生的感应电动势大小及 A 、B 之间的电势差分别为()A ．BlvC ． 2BlvB ．B πD ． 2Blv 2Blv【答案】C【解析】根据 E ＝BLv ，感应电动势为 2Blv ，A 、B 间的电势差 U ＝，C 项正确．并联，等效电阻 r ＝5.如图所示，水平桌面上固定有一半径为 R 的金属细圆环，环面水平，圆环每单位长度的电阻为 r ，空间有一匀强磁场，磁感应强度大小为 B 、方向竖直向下；一长度为 2R 、电阻可忽略的导体棒置于圆环左侧并与环相切，切点为棒的中点．棒在拉力的作用下以恒定加速度 a 从静止开始向右运动，运动过程中棒与圆环接触良好．下列说法正确的是()A ． 拉力的大小在运动过程中保持不变B ． 棒通过整个圆环所用的时间为C ． 棒经过环心时流过棒的电流为D ． 棒经过环心时所受安培力的大小为【答案】D【解析】导体棒做匀加速运动，合外力恒定，由于受到的安培力随速度的变化而变化，故拉力一直变化，选项 A 错误；设棒通过整个圆环所用的时间为 t ，由匀变速直线运动的基本关系式可得 2R ＝ at 2，解得 t ＝ ，选项 B 错误；由 v 2－v ＝2ax 可知棒经过环心时的速度 v ＝ ，此时的感应电动势 E ＝2BRv ，此时金属圆环的两侧合，故棒经过环心时流过棒的电流为 I ＝ ＝，选项 C错误；由对选项 C 的分析可知棒经过环心时所受安培力 F ＝BI · 2R ＝，选项 D正确．6.如图所示，水平放置的 U 形线框 abcd 处于匀强磁场之中．已知导轨间的距离为 L ，磁场的磁感应强度为 B 、方向竖直向下．直导线 MN 中间串有电压表(已知导线和电压表的总质量为 m )，水平跨接在 ab 和 cd 上，且与 ab 垂直，直导线与导轨之间的动摩擦因数为 μ，R 为电阻，C 为电容器．现令 MN 以速度 v 0 向右匀速运动，用 U 表示电压表的读数、 q 表示电容器所带的电荷量、 C 表示电容器的电容、 F 表示对 MN 的拉力．因电压表的体积很小，其中导线切割磁感线对MN间电压的影响可忽略．则()A．U＝BLv0F＝＋μmg B．U＝BLvq＝0C．U＝0F＝μmg D．q＝BLCvF＝【答案】C【解析】当棒匀速运动时，电动势不变，故电容器所带电荷量不变，所以电压表中没有电流通过，故电压表的示数为0，根据受力平衡F＝μmg，故选C.7.如图甲所示，平面上的光滑平行导轨MN、PQ上放着光滑导体棒ab、cd，两棒用细线系住，细线拉直但没有张力．开始时匀强磁场的方向如图甲所示，而磁感应强度B 随时间t的变化如图乙所示，不计ab、cd间电流的相互作用，则细线中的张力大小随时间变化的情况为()A．B．C．D．【答案】D【解析】0到t0时间内，根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势恒定，感应电流恒定，但因磁场均匀变弱，故两导体棒上的安培力均匀变小，根据左手定则和平衡知识知细线上有拉力，大小等于每个棒受到的安培力，当t0时刻磁场为零，安培力为零．t时刻后，磁场反向变强，两棒间距变小，线上无力．故只有D图正确．8.如图所示，正方形区域MNPQ内有垂直纸面向里的匀强磁场．在外力作用下，一正方形闭合刚性导线框沿QN方向匀速运动，t＝0时刻，其四个顶点M′、N′、P′、Q′恰好在磁场边界中点．下列图象中能反映线框所受安培力F的大小随时间t变化规律的是()【答案】B【解析】第一段时间从初位置到M′N′离开磁场，图甲表示该过程的任意一个位置，切割磁感线的有效长度为M1A与N1B之和，即为M1M′长度的2倍，此时电动势E＝2Bvtv，线框受的安培力F＝2BIvt＝误．，图象是开口向上的抛物线，故A、C错如图乙所示，线框的右端M2N2刚好出磁场时，左端Q2P2恰与MP共线，此后一段时间内有效长度不变，一直到线框的左端与M′N′重合，这段时间内电流不变，安培力大小不变；最后一段时间如图丙所示，从匀速运动至M2N2开始计时，有效长度为A′C′＝l－2vt′，电动势E′＝B(l－2vt′)v，线框受的安培力F′＝，图象是开口向上的抛物线，故D错误，B正确．9.(多选)如图所示，正方形线框的边长为L，电容器的电容为C.正方形线框的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁感应强度以k为变化率均匀减小时，则()A．线框产生的感应电动势大小为kL2B．电压表没有读数C．a点的电势高于b点的电势D．电容器所带的电荷量为零【答案】BC【解析】由于线框的一半放在磁场中，因此线框产生的感应电动势大小为，A错误；由于线框所产生的感应电动势是恒定的，且线框连接了一个电容器，相当于电路断路，外电压等于电动势，内电压为零，而接电压表的这部分相当于回路的内部，因此，电压表两端无电压，电压表没有读数，B正确；根据楞次定律可以判断，a点的电势高于b点的电势，C正确；电容器所带电荷量为Q＝C，D错误．10.(多选)如图所示，在一竖直平面内的三条平行导线串有两个电阻R和R2，导体棒1PQ与三条导线均接触良好．匀强磁场的方向垂直纸面向里，导体棒的电阻可忽略．若导体棒向左加速运动，则()A．流经R的电流方向向上B．流经R2的电流方向向下1C．流经R的电流方向向下D．流经R2的电流方向向上1【答案】AD【解析】导体棒向左加速运动，由右手定则可判断出，导体棒PQ中感应电动势方向从P到Q，PQ上半部分与R1构成闭合回路，流经R1的电流方向向上，选项A正确，C错误．PQ下半部分与R构成闭合回路，流经R2的电流方向向上，选项D正确，B2错误．11.(多选)用一根横截面为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径．如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率＝k(k＜0)．则()A．圆环中产生逆时针方向的感应电流B．圆环具有扩张的趋势C．圆环中感应电流的大小为||D．图中a、b两点间的电势差大小为＝|πkr2|Uab【答案】BD【解析】由题意可知磁感应强度均匀减小，穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律可以判断，圆环中产生顺时针方向的感应电流，圆环具有扩张的趋势，故A错误，B正确；圆环中产生的感应电动势为E＝＝S＝|πr2k|，圆环的电阻为R＝ρ＝，所以圆环中感应电流的大小为I＝＝||，故C错误；图中a、b两点间的电势差Uab ＝I×R＝|πkr2|，故D正确．12.如图甲所示，将长方形导线框abcd垂直磁场方向放入匀强磁场B中，规定垂直ab 边向右为ab边所受安培力F的正方向，F随时间的变化关系如图乙所示．选取垂直纸面向里为磁感应强度B的正方向，不考虑线圈的形变，则B随时间t的变化关系可能是下列选项中的()【答案】ABD【解析】0～1s时间内，ab边受安培力向左逐渐减小，故可知线圈有收缩的趋势，可θ 为：L ＝2xtan ，则回路的总电阻为：R ＝R(2xtan ＋)，知磁通量减小，磁感应强度 B 逐渐减小；同理，在 1～2 s 内 ab 边受安培力向右逐渐增大，故可知线圈有扩张的趋势，可知磁通量增加，磁感应强度 B 逐渐增加；2～3 s 及3～4 s 与 0～1 s 和 1～2 s 相同，故由 B －t 图线可知，选项 A 、B 、D 正确．13.(多选)如图所示，在方向竖直向下、磁感应强度为 B 的匀强磁场中，沿水平面固定一个 V 字型金属框架 CAD ，已知∠A ＝ ，导体棒 EF 在框架上从 A 点开始在拉力 F 作用下，沿垂直 EF 方向以速度 v 匀速向右平移，使导体棒和框架始终构成等腰三角形回路．已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为 R ，框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好．关于回路中的电流 I 、拉力 F 和电路消耗的电功率 P 与水平移动的距离 x 变化规律的图象中正确的是()【答案】ACD【解析】设导体棒运动时间为 t 时，通过的位移为 x ＝vt ，则连入电路的导体棒的长度总则电流与 t 的关系式为：I ＝＝＝ ，式中各量均一定，则 I 为定值，故 A 正确，B 错误；外力 F 与安培P＝I2R＝I2R(2xtan＋)，则P与x成正比，故D正确．力大小相等，则F＝BIL＝BI·2x·tan，F与x成正比，故C正确；运动x时的功率为：总14.如图甲所示，正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示．t＝0时刻，磁感应强度B的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向水平向左为正．则下面关于感应电流I和cd所受安培力F随时间t变化的图象正确的是()A．B．C．D．【答案】AC【解析】0－2s内，磁场的方向垂直纸面向里，且逐渐减小，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向，为正值．根据法拉第电磁感应定律E＝＝B0S为定值，则感应电流为定值I1＝.在2－3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针方向，为正值，大小与0－2s内相同．在3－4，s内，磁感应强度垂直纸面向外，且逐渐减小，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向，为负值，大小与0－2s内相同．在4－6s内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐增大，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向，为负值，大小与0－2s内相同．故A正确，B错误；在0－2s内，磁场的方向垂直纸面向里，且逐渐减小，电流恒定不变，根据F A＝BIL，则安培力逐渐减小，cd边所受安培力方向向右，为负值.0时刻安培力大小为F＝2B0I0L.在2s－3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，根据F A＝BIL，则安培力逐渐增大，cd边所受安培力方向向左，为正值，3s 末安培力大小为B0I0L.在3－4s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，则安培力大小逐渐增大，cd边所受安培力方向向右，为负值，第4s初的安培力大小为BIL.在4－6s内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐增大，则安培力大小逐渐增大，cd边所受安培力方向向左，6s末的安培力大小2B0I0L.故C正确，D错误．二、计算题15.如图甲所示，空间存在一有界匀强磁场，磁场的左边界如虚线所示，虚线右侧足够大区域存在磁场，磁场方向竖直向下．在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框，ab 边长为l＝0.2m，线框质量m＝0.1kg、电阻R＝0.1Ω在水平向右的外力F作用下，以初速度v0＝1m/s匀加速进入磁场，外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示．以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：(1)匀强磁场的磁感应强度B；(2)线框进入磁场的过程中，通过线框横截面的电荷量q；(3)若线框进入磁场过程中F做功为WF＝0.27J，求在此过程中线框产生的焦耳热Q.【答案】(1)0.5T(2)0.75C(3)0.12J【解析】由F－t图象可知，当线框全部进入磁场后，F＝0.2N，线框的加速度a＝＝2m/s2，t＝0时刻线框所受的安培力FA＝BIl＝且F＝0.3N，由牛顿第二定律：F－FA＝ma，解得B＝0.5T.(2)线框进入磁场过程通过横截面电荷量q＝t，由法拉第电磁感应定律得：由闭合电路欧姆定律得：＝＝N，，解得电荷量q＝＝，由匀变速直线运动得：x＝vt＋at2＝0.75m，代入上式，解得q＝0.75C.(3)线框进入磁场过程，由能量守恒定律：WF＝Q＋mv2－mv，v＝v0＋at解得：Q＝0.12J16.如图所示，电阻为2R的金属环，沿直径装有一根长为l，电阻为R的金属杆．金属环的一半处在磁感应强度为B、垂直环面的匀强磁场中，现让金属环在外力驱动下，绕中心轴O以角速度ω匀速转动，求外力驱动金属环转动的功率．(轴的摩擦不计)【答案】【解析】金属环匀速转动时处在磁场中的金属杆切割磁感线产生感应电动势E，相当于闭合回路的电源，其中E＝B·＝B··＝Bl2ω，＝金属杆与金属环构成闭合回路，该电路的总电阻为：R＝r＋R＝＋＋总外R，该电路的总电功率为P＝＝＝电根据能量转化守恒定律P＝P＝.外电17.如图所示，用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框MNPQ，线框每一边的电阻都相等．将线框置于光滑绝缘的水平面上．在线框的右侧存在垂直水平面向里的有界匀强磁场，磁场边界间的距离为2l，磁感应强度为B.在垂直MN边的水平拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场．在运动过程中线框平面水平，且MN边与磁场的边界始终平行．求：(1)线框MN边刚进入磁场时，线框中感应电流的大小；(2)线框MN边刚进入磁场时，M、N两点间的电压；UMN(3)在线框从MN边刚进入磁场到PQ边刚穿出磁场的过程中，水平拉力对线框所做的功W.【答案】(1)(2)Blv(3)【解析】(1)线框MN边在磁场中运动时，感应电动势E＝Blv线框中的感应电流I＝＝(2)M、N两点间的电压＝E＝BlvUMN(3)只有MN边在磁场中时，线框运动的时间t＝此过程线框中产生的焦耳热Q＝I2Rt＝同理，只有PQ边在磁场中运动时线框中产生的焦耳热Q＝根据能量守恒定律得水平拉力做功W＝2Q＝.18.如图所示，一根电阻为R＝12Ω的电阻丝做成一个半径为r＝1m的圆形导线框，竖直放置在水平匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，磁感应强度为B＝0.2T．现有一根质量为m＝0.1kg、电阻不计的导体棒，自圆形导线框最高点由静止起沿线框下落，在下落过程中始终与线框良好接触，已知下落距离为时，棒的速度大小为v1＝m/s，下落到经过圆心时棒的速度大小为v2＝m/s，试求：(取g＝10m/s2)(1)画出下落距离为时的等效电路图，并求出此时棒产生的感应电动势大小；(2)下落距离为时棒的加速度的大小；(3)从开始下落到经过圆心过程中棒克服安培力做的功及线框中产生的热量．【答案】(1)等效电路图见解析图0.92V(2)8.8m/s2(3)0.44J0.44J【解析】(1)等效电路图如图．导体棒下落时，外电路的电阻并联后总电阻为R＝外产生感应电动势E＝B·2r·cos30°·v1≈0.92V＝R，(2)F＝BI·2rcos30°＝B·安而a＝＝g－·2rcos30°，＝8.8m/s2.(3)由开始下落到经过圆心，应用动能定理有mg r－W＝mv－0，安故克服安培力做的功W＝－W＝mg r－mv≈0.44J安所以Q＝W＝0.44J.。
人教高中物理选修3-2第四章新编《电磁感应》精选练习题含答案解析
人教高中物理选修3-2第四章新编《电磁感应》精选练习题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列几种说法中正确的是（）A．线圈中的磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B．穿过线圈的磁通量越大，线圈中的感应电动势越大C．线圈放在磁场越强的位置，线圈中的感应电动势越大D．线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大2．如图所示,匀强磁场中放置有固定的abc金属框架,导体棒ef在框架上匀速向右平移,框架和棒所用材料、横截面积均相同,摩擦阻力忽略不计.那么在ef,棒脱离框架前,保持一定数值的物理量是( )A．ef棒所受的拉力B．电路中的磁通量C．电路中的感应电流D．电路中的感应电动势3．运用电磁感应原理进行信号转换.如图所示,磁带录音机既可用来录音,也可用来放音,其主要部件为可匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b,不论是录音或放音过程,磁带或磁隙软铁都存在磁化现象.下面关于它们在录音、放音过程中主要工作原理的说法,正确的是()A．放音的主要原理是电磁感应,录音的主要原理是电流的磁效应B．录音的主要原理是电磁感应,放音的主要原理是电流的磁效应C．放音和录音的主要原理都是电流的磁效应D．放音和录音的主要原理都是电磁感应4．如图所示中，L1和L2是两个相同灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻值与R相同，在开关S接通的瞬间，下列说法正确的是（）A．接通时L1先达到最亮，断开时L1后灭B．接通时L2先达到最亮，断开时L2后灭C．接通时L1先达到最亮，断开时L1先灭D．接通时L2先达到最亮，断开时L2先灭5．一直升飞机停在南半球的地磁极上空。
该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B。
直升飞机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的周期为T，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按逆时针方向转动。
螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示。
人教版物理选修3-2第四章电磁感应第4节法拉第电磁感应定律提高练习题(含解析)
人教版物理选修3-2第四章电磁感觉第4节法拉第电磁感觉定律提升练习题(含分析 )4.4 法拉第电磁感觉定律提升练习一、选择题1．穿过一个单匝线圈的磁通量一直保持每秒钟平均地减少2Wb，则（）A ．线圈中的感觉电动势每秒钟增添 2 VB．线圈中的感觉电动势每秒钟减少 2 VC．线圈中无感觉电动势D．线圈中感觉电动势保持不变2．闭合回路的磁通量随时间t变化图象分别如下图，对于回路中产生的感觉电动势的以下阐述，此中正确的选项是（）A．图甲回路中感觉电动势恒定不变B．图乙回路中感觉电动势恒定不变C．图丙回路中 0～ t1，时间内感觉电动势小于 t1～ t2时间内感觉电动势D．图丁回路中感觉电动势先变大后变小3．在匀强磁场中，有一个接有电容器的导线回路，如下图，已知电容C=30 μF，回路的长和宽分别为 l1=5 cm， l2=8 cm，磁场变化率为－25× 10 T ／ s，则（）A ．电容器带电荷量为－ 9 C2× 10 B．电容器带电荷量为－9 C4× 10C．电容器带电荷量为－9C 6× 10D．电容器带电荷量为－ 9C 8× 104．粗细平均的电阻丝围成图所示的线框，置于正方形有界匀强磁场中，磁感觉强度为B，方向垂直于线框平面，图中ab＝ bc＝ 2cd＝ 2de＝ 2ef＝ 2fa＝ 2L。
现使线框以相同大小的速度 v 匀速沿四个不一样方向平动进入磁场，而且速度方向一直与线框先进入磁场的那条边垂直，则在经过如下图地点时，以下说法中正确的选项是()人教版物理选修 3-2 第四章电磁感觉 第 4 节 法拉第电磁感觉定律 提升练习题 (含分析 )A ． ab 两点间的电势差图①中最大B ．ab 两点间的电势差图②中最大C ．回路电流图③中最大D ．回路电流图④中最小5．环形线圈放在匀强磁场中，设在第 1 s 内磁场方向垂直于线圈平面向里，如图甲所示。
(完整word版)人教版高中物理选修32第四章电磁感应单元测试题
第四章电磁感觉单元测试题一．选择题1．由楞次定律知道感觉电流的磁场必然是〔〕A．阻拦引起感觉电流的磁通量B．与引起感觉电流的磁场反向C．阻拦引起感觉电流的磁通量的变化D．与引起感觉电流的磁场方向同样2．关于磁通量以下说法正确的选项是〔〕．A．磁通量越大表示磁感觉强度越大B．面积越大穿过它的磁通量也越大C．穿过单位面积的磁通量等于磁感觉强度D．磁通量不但有大小而且有方向是矢量3．美国一位物理学家卡布莱拉用实验搜寻磁单极子．实验依照的原理就是电磁感觉现象，仪器的主要局部是由超导体做成的线圈，设想有一个磁单极子穿过超导线圈，如图 1 所示，于是在超导线圈中将引起感觉电流，关于感觉电流的方向以下说法正确的选项是〔〕A．磁单极子穿过超导线圈的过程中，线圈中产生的感觉电流的变化B． N 磁单极子，与S 磁单极子分别穿过超导线圈的过程中，线圈中感觉电流方向同样C．磁单极子穿过超导线圈的过程中，线圈中感觉电流方向不变D．假假设磁单极子为N 磁单极子，穿过超导线圈的过程中，线圈中感觉电流方向向来为顺时针〔从上往下看〕4．如图 2 示，金属杆 ab 以恒定的速率 v 在圆滑的平行导轨上向右滑行，设整个电路中总电阻为R〔恒定不变〕，整个装置置于垂直于纸面向里的匀强磁场中，以下说法不正确的选项是〔〕A．ab 杆中的电流与速率v 成正比B．磁场作用于 ab 杆的安培力与速率v 成正比C．电阻 R 上产生的电热功率与速率v 平方成正比D．外力对 ab 杆做功的功率与速率v 的成正比5．由于地磁场的存在，飞机在必然高度水平翱翔时，其机翼就会切割磁感线，机翼的两端之间会有必然的电势差．假设飞机在北半球水平翱翔，那么从翱翔员的角度看，机翼左端的电势比右端的电势( )A．低B．高C．相等D．以上情况都有可能6．如图 3 所示 , 在两根平行长直导线中，通以方向同样、大小相等的恒定电流．一个小线框在两导线平面内，从凑近右边的导线内侧沿着与两导线垂直的方向匀速向左搬动，直至到达左边导线的内侧．在这搬动过程中，线框中的感觉电流方向〔〕A．沿 abcda 不变B．沿dcbad不变C．由 abcda 变为 dcbad D．由dcbad 变为dcbad7．如图 4 所示 ,两个线圈A和B分别通以电流I1、I2，为使线圈B中的电流增大，以下措施有效的是( )A．保持线圈的相对地址不变，增大 A 中的电流B．保持线圈的相对地址不变，减小 A 中的电流C．保持 A 中的电流不变，将线圈 A 向右平移D．保持 A 中的电流不变，将线圈 A 向右平移8．两个金属的圆环同心放置，当小环中通以逆时针方向的电流，且电流不断增大时，大环将会有〔〕A．有向外扩大的趋势B．有向内缩短的趋势C．产生顺时针方向的感觉电流D．产生逆时针方向的感觉电流9．如图 5 所示，两竖直放置的平行圆滑导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，金属杆 ab 可沿导轨滑动，本来S 断开，让 ab 杆由静止下滑，一段时间后闭合S，那么从 S 闭合开始记时， ab 杆的运动速度 v 随时间 t 的关系图不可以能是以以下图中的哪一个( )10．如图 6 所示，两个闭合铝环A、 B 与一个螺线管套在同一铁芯上，A、B可以左右摇动，那么〔〕A．在 S 闭合的瞬时， A、B 必相吸B．在 S 闭合的瞬时， A、B 必相斥C．在 S 断开的瞬时， A、B 必相吸D．在 S 断开的瞬时， A、B 必相斥二．填空题11．在磁感觉强度为10T 的匀强磁场中，垂直切割磁感线运动的直导线长20cm，为使直导线中感觉电动势每秒钟增加0．1V，那么导线运动的加速度大小应为．12．如图 7 所示， (a) 图中当电键 S 闭合瞬时，流过表的感觉电流方向是 ____； (b) 图中当 S 闭合瞬时，流过表的感觉电流方向是____．13．如图 8 所示， A、B 两闭合线圈用同样导线且均绕成10 匝，半径为 r A＝2r B，内有以 B 线圈作为理想界线的匀强磁场，假设磁场均匀减小，那么A、 B 环中感觉电动势E A∶ E B ＝；产生的感觉电流之比I A∶ I B＝．14．如图 9，互相平行的两条金属轨道固定在同一水平面上，上面架着两根互相平行的铜棒ab 和 cd，磁场方向竖直向上．如不改变磁感强度方向而仅改变其大小，使ab 和 cd 相向运动，那么B 应 ____．15．如图 10 所示，两根相距为l 的竖直平行金属导轨位于匀强磁场中，磁感觉强度为 B，导轨电阻不计，另两根与圆滑轨道接触的金属杆质量均为m，电阻均为 R，假设要使 cd 杆恰好平衡，且静止不动，那么ab 杆应向做运动， ab 杆运动速度大小是，需对ab 杆所加外力的大小为．三．计算题16．两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为 l ，导轨上面横放着两根导体棒 ab 和 cd，组成矩形回路，如图 11 所示．两根导体棒的质量均为 m，电阻均为 R，回路中其余局部的电阻不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感觉强度为B．两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行，开始时 cd 棒静止，棒 ab 有指向 cd 的速度 v0．假设两导体棒在运动中向来不接触，求：(1)在运动中产生的最大焦耳热；(2)当棒 ab 的速度变为3v0时，棒 cd 的加速度．417．两根相距 d=0．20m的平行圆滑金属长导轨与水平方向成30°角固定，匀强磁场的磁感强度B=0． 20T，方向垂直两导轨组成的平面，两根金属棒ab、cd 互相平行且向来与导轨垂直地放在导轨上，它们的质量分别为m1=0．1kg，m2=0．02kg，两棒电阻均为0．02Ω，导轨电阻不计，如图12 所示．(1)当 ab 棒在平行于导轨平面斜向上的外力作用下，以v=1．5m／s 速度沿斜面匀速向上运动，求金属棒cd 运动的最大速度；(2)假设要 cd 棒静止，求使 ab 匀速运动时外力的功率． (g=10m／s2)18．如图 13 所示，金属棒 cd 质量 m=0．50kg，长 l=0 ．50m，可在水平导轨上无摩擦地平动，整个回路的电阻保持不变R=0． 20Ω；匀强磁场的磁感强度B=0． 50T，方向斜向上，且跟导轨平面成θ =30°角．问当cd 水平向右滑动的速度为多大时，它将对导轨没压力?19．如图 14 所示，圆滑且足够长的平行金属导轨 MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距 L=0．2m，电阻 R=0．4Ω，导轨上停放一质量为 m=0．1kg，电阻为 r=0 ． 1Ω的金属杆 ab，导轨的电阻不计，整个装置处于磁感觉强度为B=0．5T 的匀强磁场中，磁场的方向竖直向下．现用一外力 F 沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，假设理想电压表示数U 随时间 t 的变化关系如图15 所示，(1)试解析说明金属杆的运动情况；(2)求第 2 秒末外力 F 的功率．20．水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L，一端经过导线与阻值为 R 的电阻连接；导轨上放一质量为m的金属杆 ( 如图 16) ，金属杆与导轨的电阻忽略不计，均匀磁场竖直向下．用与导轨平行的恒定拉力 F 作用在金属杆上，杆最后将做匀速运动．当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v 也会变化， v 和 F 的关系如右图16．( 取重力加速度 g=10 m/s 2 )(1)金属杆在匀速运动从前做什么运动？(2)假设 m=0． 5 kg,L=0 ．5 m,R=0．5 Ω，磁感觉强度 B 为多大？(3)由 v-F 图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？参照答案：一、选择题1．C 2．D 3．C 4．D 5．B 6 ．BD 7．BCD 8．AC 9．B 10．AC二、填空题11． 5m/s 212． b → a ， a →b13． E A ∶E B ＝１∶１； I A ∶ I B ＝１∶２14．增大2mgR15．上；匀速；；2mg ；三、计算题16．解析：(1) 从初始到两棒速度相等的过程中， 两棒总动量守恒，即 mv 0=2mv ．依照能的转变和守恒定律得：1 mv2 - 121 mv 2Q=·2mv=．2 024 0(2)mv 0=m 3v 0 +mv ′ E=( 3v 0-v ′)Bl I=E/2R 4 4对 cd 棒，其所受安培力 F=IBL22 0解得： a=Bl v /4mR ．答案： (1) 22 2v 0/4mR1 mv 0(2)a=Bl417．解析：假设 ab 匀速上滑瞬时， cd 未动那么 ε =BLv=0．06v ，回路中：abF cd=IBl=1 ．5×0．2× 0．2=0．06N ，而其 m cd gsin30 °=0．02× 10×1/2=0 ．1N>F cd∴ cd 将加速下滑，其中的 εcd 与 εab 串通，电路中此时cd 受 F ’cd =BI ’l, 当F ’cd =m gsin30 °时，cdmI "Blv' ab v' ab2.5m / sIBlv ab Blv mv =1m/s ．2r2r(2) 假设 cd 棒静止，那么 F 〞cd =I 〞Bl=mgsin30 °，∴ I 〞=0．25A, 此电流由 ab 运动产生，故此时拉 ab的外力为 F ’=m ab gsin30 °+I 〞 Bl=0． 6N ，此时 P ab =F 〞v 〞ab =1．5W ．18．解析：依照受力求。
物理人教版选修3-2习题：第4章4法拉第电磁感应定律 Word版含解析
第四章 电磁感应4 法拉第电磁感应定律A 级 抓基础1．穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2 Wb ，则( )A ．线圈中感应电动势每秒增加 2 VB ．线圈中感应电动势每秒减少2 VC ．线圈中感应电动势始终为2 VD ．线圈中感应电动势始终为一个确定值，但由于线圈有电阻，电动势小于2 V解析：由E ＝n ΔΦΔt 知：ΔΦΔt恒定，n ＝1，所以E ＝2 V . 答案：C2．将闭合多匝线圈置于磁感应强度仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直．关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( )A ．感应电动势的大小与线圈的匝数无关B ．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C ．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D ．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同 解析：本题考查法拉第电磁感应定律等知识．根据法拉第电磁感应定律E ＝nS ΔB Δt，在其他条件不变的情况下，感应电动势的大小与线圈匝数成正比，A错；由上式可知，在n，S不变的情况下ΔBΔt(穿过线圈的磁通量)变化越快，E越大，B错，C对；由于不知道原磁场的磁通量是变大还是变小，所以也就不知道感应电流产生的磁场方向与原磁场方向是相同还是相反，D错．答案：C3．如图，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2.则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1∶E2分别为()A．c→a，2∶1B．a→c，2∶1C．a→c，1∶2 D．c→a，1∶2解析：由右手定则判断可知，MN中产生的感应电流方向为N→M，则通过电阻R的电流方向为a→c.MN产生的感应电动势公式为E＝BL v，其他条件不变，E与B成正比，则得E1∶E2＝1∶2.答案：C4.如图所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M′N′的过程中，棒上感应电动势E 随时间t变化的图象，可能正确的是()解析：金属棒PQ 在进磁场前和出磁场后，不产生感应电动势，而在磁场中，由于匀速运动所以产生的感应电动势不变，故正确选项为A.答案：A5．一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直．先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍．接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半．先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为( )A.12B ．1C ．2D ．4解析：设原磁感应强度为B ，线框面积为S ，第一次在1 s 内将磁感应强度增大为原来的两倍，即变为2B ，感应电动势为E 1＝ΔBS Δt＝（2B －B ）S t ＝BS t；第二次在1 s 内将线框面积均匀的减小到原来的一半，即变为12S ，感应电动势大小为E 2＝2B ΔS Δt＝2B ⎝ ⎛⎭⎪⎫S －12S t ＝BS t，所以有E 1E 2＝1，选项B 正确． 答案：BB 级 提能力6．一矩形线圈abcd 位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面向里(如图甲所示)，磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图乙所示．以I表示线圈中的感应电流(图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向)，则能正确表示线圈中电流I随时间t变化规律的是()解析：0～1 s内磁感应强度均匀增大，根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可判定，感应电流为逆时针(为负值)、大小为定值，A、B 错误；4 ～5 s内磁感应强度恒定，穿过线圈abcd的磁通量不变化，无感应电流，D错误．答案：C7．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是()A．越来越大B．越来越小C．保持不变D．无法判断解析：金属棒水平抛出后，在垂直于磁场方向上的速度不变，由E＝BL v知，电动势也不变，故C正确．答案：C8．如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5 m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 Ω.一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2 kg，接入电路的电阻为1 Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8 T．将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为多少(重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6)?解析：导体棒做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：mg sin θ＝μmg cos θ＋B2L2v R＋r，解得：v＝5 m/s；导体棒产生的感应电动势：E＝BL v，电路电流：I＝ER＋r，灯泡消耗的功率：P＝I2R，解得：P＝1 W.9．如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直．一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放．导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I.整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻．求：(1)磁感应强度的大小B；(2)电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；(3)流经电流表电流的最大值I m.解析：(1)电流稳定后，导体棒做匀速运动：BIL＝mg，①解得：B＝mg IL.②(2)感应电动势E＝BL v，③感应电流I＝E R，④由②③④解得：v＝I2R mg.(3)由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为v m.机械能守恒12m v2m＝mgh，感应电动势的最大值E m＝BL v m，感应电流的最大值I m＝E m R，解得：I m＝mg2ghIR.10．如图所示，用相同的均匀导线制成的两个圆环a和b，已知b的半径是a的两倍，若在a内存在着随时间均匀变化的磁场，b在磁场外，MN两点间的电势差为U；若该磁场存在于b内，a在磁场外，MN两点间的电势差为多少(MN在连接两环的导线的中点，该连接导线的长度不计)?解析：磁场的变化引起磁通量的变化，从而使闭合电路产生感应电流．由题意，磁场随时间均匀变化，设磁场的变化率为ΔBΔt，a的半径为r，则b的半径为2r，线圈导线单位长电阻为R0.线圈a的电阻为R0＝2πrR0，线圈b的电阻为R b＝4πrR0.因此有R b＝2R a.当线圈a在磁场中时，a相当于电源，根据法拉第电磁感应定律，电动势为E a＝ΔBΔtπr2，当线圈b在磁场中时，b相当于电源，所以，E b＝ΔBΔtπ(2r)2＝4E a，U是a为电源时的路端电压，由闭合电路欧姆定律，U＝E a R a＋R bR b，设U b是b为电源时的路端电压，同理有U b＝E bR b＋R aR a，将上面各式联立解得：U b＝2U.11．匀强磁场的磁感应强度B＝0.2 T，磁场宽度l＝3 m，一正方形金属框边长ad＝l′＝1 m，每边的电阻r＝0.2 Ω，金属框以v＝10 m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如下图所示．求：(1)画出金属框穿过磁场区域的过程中，金属框内感应电流的I －t图线；(2)画出ab两端电压的U－t图线．解析：线框的运动过程分为三个阶段：第一阶段cd相当于电源，ab为等效外电路；第二阶段cd和ab相当于开路时两并联的电源；第三阶段ab相当于电源，cd相当于外电路，如下图所示．在第一阶段，有I1＝Er＋3r＝Bl′v4r＝2.5 A.感应电流方向沿逆时针方向，持续时间为：t1＝l′v＝110s＝0.1 s.ab两端的电压为：U1＝I1·r＝2.5×0.2 V＝0.5 V，在第二阶段，有：I2＝0，U2＝E＝Bl′v＝2 V，t2＝0.2 s.在第三阶段，有I3＝E4r＝2.5 A.感应电流方向为顺时针方向．U3＝I3×3r＝1.5 V，t3＝0.1 s.规定逆时针方向为电流正方向，故I－t图象和ab两端的U－t 图象分别如下图所示．教师个人研修总结在新课改的形式下，如何激发教师的教研热情，提升教师的教研能力和学校整体的教研实效，是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。
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电磁感应测试
一、选择题：
1．闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中，图1中各情况下导线都在纸面内运动，那么下列判断中正确的是[ ]
A．都会产生感应电流
B．都不会产生感应电流
C．甲、乙不会产生感应电流，丙、丁会产生感应电流
D．甲、丙会产生感应电流，乙、丁不会产生感应电流
2．如图2所示，矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合(互相绝缘)．现使线框绕不同的轴转动，能使框中产生感应电流的是[ ]
A．绕ad边为轴转动
B．绕oo′为轴转动
C．绕bc边为轴转动
D．绕ab边为轴转动
3．关于产生感应电流的条件，以下说法中错误的是[ ]
A．闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流
B．闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流
C．穿过闭合电路的磁通为零的瞬间，闭合电路中一定不会产生感应电流
D．无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化，闭合电路中一定会有感应电流4．垂直恒定的匀强磁场方向放置一个闭合圆线圈，能使线圈中产生感应电流的运动是[ ]
A．线圈沿自身所在的平面匀速运动
B．线圈沿自身所在的平面加速运动
C．线圈绕任意一条直径匀速转动
D．线圈绕任意一条直径变速转动
5．一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面，磁铁中心与圆心O重合(图3)．下列运动中能使线圈中产生感应电流的是[ ]
A．N极向外、S极向里绕O点转动
B．N极向里、S极向外，绕O点转动
C．在线圈平面内磁铁绕O点顺时针向转动
D．垂直线圈平面磁铁向纸外运动
6．在图4的直角坐标系中，矩形线圈两对边中点分别在y轴和z轴上。
匀强磁场与y轴平行。
线圈如何运动可产生感应电流[ ]
A．绕x轴旋转
B．绕y轴旋转
C．绕z轴旋转
D．向x轴正向平移
7．如图5所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一
个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是[ ]
A．线圈中通以恒定的电流
B．通电时，使变阻器的滑片P作匀速移动
C．通电时，使变阻器的滑片P作加速移动
D．将电键突然断开的瞬间
8．如图6所示，一有限范围的匀强磁场宽度为d，若将一个边长为l的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域，已知d＞l，则导线框中无感应电流的时间等于[ ]
9．条形磁铁竖直放置，闭合圆环水平放置，条形磁铁中心线穿过圆环中心，如图7所示。
若圆环为弹性环，其形状由Ⅰ扩大为Ⅱ，那么圆环内磁通量变化情况是[ ]
A．磁通量增大
B．磁通量减小
C．磁通量不变
D．条件不足，无法确定
10．带负电的圆环绕圆心旋转，在环的圆心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面内则[ ] A．只要圆环在转动，小线圈内部一定有感应电流产生
B．圆环不管怎样转动，小线圈内都没有感应电流产生
C．圆环在作变速转动时，小线圈内就一定有感应电流产生
D．圆环作匀速转动时，小线圈内没有感应电流产生
11．如图8所示，一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线同一平面，而且处在两导线的中央，则[ ]
A．两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零
B．两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零
C．两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都相等
D．因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零
12．闭合铜环与闭合金属框相接触放在匀强磁场中，如图9所示，当铜环向右移动时(金属框不动)，下列说法中正确的是[ ]
A．铜环内没有感应电流产生，因为磁通量没有发生变化
B．金属框内没有感应电流产生，因为磁通量没有发生变化
C．金属框ab边中有感应电流，因为回路abfgea中磁通量增加了
D．铜环的半圆egf中有感应电流，因为回路egfcde中的磁通量减少
二、填空题
13．一水平放置的矩形线圈abcd在条形磁铁S极附近下落，在下落过程中，线圈平面保持水平，如图10所示，位置1和3都靠近位置2，则线圈从位置1到位置2的过程中，线圈内____感应电流，线圈从位置2至位置3的过程中，线圈内____感应电流。
(填：“有”或“无”)
14．如图11所示，平行金属导轨的左端连有电阻R，金属导线框ABCD的两端用金属棒跨在导轨上，匀强磁场方向指向纸内。
当线框ABCD沿导轨向右运动时，线框ABCD中有无闭合电流？____；电阻R 上有无电流通过？____
15．如图12所示，矩形线圈abcd左半边放在匀强磁场中，右半边在磁场外，当线圈以ab边为轴向纸外转过60°过程中，线圈中____产生感应电流(填会与不会)，原因是____。
三、计算题
16．与磁感强度B=0.8T垂直的线圈面积为0.05m2，线圈的磁通量多大？若这个线圈绕有50匝时，磁通量有多大？线圈位置如转过53°时磁通量多大？
电磁感应现象练习题答案
一、选择题
1．D2．B、C、D
3．A、B、C4．C、D
5．A、B6．C
7．A8．C
9．B10．C、D
11．A12．C、D
二、填空题
13．有，有
14．无，有
15．不会，穿过线圈的磁通量不变
三、计算题
16．0.04wb，0.04wb，2.4×10-2wb。